JP5017221B2 - プラズマディスプレイパネルおよびそれを用いた画像表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、プラズマディスプレイパネルおよびそれを用いたプラズマディスプレイ装置に関する。

プラズマディスプレイ装置は、大画面薄型平面ディスプレイとして、テレビや屋外表示板など様々な用途で利用されている。現在、更なる表示特性の向上を目指しその高性能化が進んでいる。特に、明室コントラストの向上の要求がある。
コントラストとは、「白を表示した時の輝度」÷「黒を表示した時の輝度」である。この値が大きい、すなわちコントラストが高いほうが表示特性として優れている。明室とは、明るい部屋のことであり、明室コントラストとは、プラズマディスプレイパネルが明るい部屋に設置されたときのコントラストのことである。明室において、プラズマディスプレイパネルに入射した外光（入射光）は、パネル内部の蛍光体に反射し、パネル前面に再び戻る。これが原因となり、「黒を表示したときの輝度」が増大する。その結果、明室コントラストが低下する。

本発明が解決しようとする課題は、プラズマディスプレイ装置における明室コントラスト向上である。プラズマディスプレイ装置における明室コントラスト向上については、以前より種々の検討がなされ、各種手段が提案されている。

従来のプラズマディスプレイパネルにおいては、着色シートをプラズマディスプレイパネル前面に設置し、プラズマディスプレイパネル内部への入射光を遮る技術が一般的に用いられている。しかし、これは、入射光を遮ると同時に、パネル内部の発光までも遮ってしまうため、着色をある程度に抑える必要がある。そのため、コントラスト改善の効果は限定的である。

また、ひさし構造を有するシートをパネル前面に設置し、ひさし構造によりプラズマディスプレイパネル内部への入射光を遮る技術がある。しかし、これは、ひさしにより視野角特性が悪化してしまう。

本発明の目的は、明室コントラストの高いプラズマディスプレイパネルおよびそれを用いたプラズマディスプレイ装置を提供することにある。
本発明の前記目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。

本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次の通りである。

本発明の一実施の形態は、隔壁、蛍光膜、および前面基板によって形成される放電空間が、パネル上下方向に非対称であり、かつ、下方向の放電空間が小さいことを特徴とする。

本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下の通りである。
この一実施の形態によれば、プラズマディスプレイパネル内部への入射する外光（入射光）の反射を抑制することが可能であり、プラズマディスプレイパネルの明室コントラストを向上することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。また、以下の実施の形態では、特に必要なとき以外は同一または同様な部分の説明を原則として繰り返さない。また、本願においてプラズマディスプレイパネルを構成する２つの基板の「前面基板」と「背面基板」は、両者を組み合わせた際に、蛍光体による発光が通過して表示面となる方を前面基板、表示面とならない方を背面基板として説明する。また、本願においてプラズマディスプレイパネルの「上」とは画像表示面での上方向のことを指し、実施の形態を説明するための図においては、ｙ方向として示す。また、ｚ軸正方向からｘｙ平面を観察することを平面視と言う。
（実施の形態１）
まず、本実施の形態におけるプラズマディスプレイパネル５０の構造について説明する。図１は本実施の形態におけるプラズマディスプレイパネル５０の要部を模式的に示す斜視図である。前面基板１と背面基板２は、共にｘｙ平面を有し、ｚ方向に厚さを有する。 プラズマディスプレイパネル５０は、前面基板１と背面基板２とが対向するように貼り合わせて一体化したものとなる。なお、図１では、構造を分かりやすくするため、前面基板１と背面基板２とを互いに離して図示している。
プラズマディスプレイパネル５０は、複数の放電セルを有する。同一基板（前面基板１）に設けられた一対の電極（維持放電電極）間には、交流電圧が印加され、表示放電が発生する。

前面基板１は、ガラス基板１ａ上に維持放電電極を有する。維持放電電極は、一定の距離を隔てて平行に形成される。維持放電電極は、透明電極３とバス電極４で構成されてｘ方向に延在して設けられている。透明電極３は、発光を取り出すために、例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide）などの透明な導電材料からなる。また、導電性を補うための不透明のバス電極４が透明電極３に接してｘ方向に延在して設けられている。バス電極４は、例えば銀や銅、アルミニウムなどの低抵抗材料からなる。

透明電極３およびバス電極４は、放電から絶縁されており、これらの電極は誘電体層７により被覆されている。誘電体層７は、電極の保護と、放電時に誘電体層表面に壁電荷を形成してメモリ機能を持たせるために、例えばＳｉＯ_２やＢ_２Ｏ_３を主成分とするガラス材料などの透明な絶縁材料からなる。この誘電体層７は、放電による損傷を免れるために保護膜８により被覆されている。保護膜８は、例えば酸化マグネシウム（ＭｇＯ）などの材料からなる。

背面基板２は、ガラス基板２ａ上にアドレス電極９を有する。アドレス電極９は、前面基板１の透明電極３およびバス電極４と立体交差するようにＹ方向に延在して設けられている。また、このアドレス電極９は放電から絶縁するために誘電体層１０によって被覆されている。

誘電体層１０上には、放電の領域を規定するために隔壁１１が設けられている。隔壁１１は例えばＳｉＯ_２やＢ_２Ｏ_３を主成分とするガラス材料などの絶縁材料からなる。
隔壁１１で区画された領域には、赤、緑、青に発光する各蛍光膜１２が、隔壁１１間のその側面、および誘電体層１０の表面を被覆して設けられている。蛍光膜１２には、青、緑、赤のそれぞれの蛍光体材料として、例えば、青色蛍光体ＢａＭｇＡｌ_１０Ｏ_１７：Ｅｕ^２＋、緑色蛍光体Ｚｎ_２ＳｉＯ_４：Ｍｎ^２＋、赤色蛍光体（Ｙ，Ｇｄ）ＢＯ_３：Ｅｕ^３＋の微粒子を用いる。蛍光体材料の通例表記として、「：」より前方は母体材料組成を示し、後方は発光中心を示し、母体材料の一部の原子を発光中心で置換していることを意味する。蛍光膜１２と前面基板１との間に放電空間１５が形成される。

前面基板１の維持電極（透明電極３、バス電極４）と、背面基板２側のアドレス電極９とが互いに交差するように、前面基板１と背面基板２の向きを合わせて、前面基板１と背面基板２とが、基板周辺部に塗布された低融点ガラスにより封着される。また、前面基板１と背面基板２は、１００μｍ程度のギャップを保って貼り合わされており、このギャップは放電空間１５を構成する。放電空間１５には、Ｘ電極３とＹ電極４との間の放電により真空紫外線を放射する放電ガス（図示せず）が封入されており、例えばＮｅ＋ＸｅやＨｅ＋Ｘｅの混合ガスからなる。

プラズマディスプレイパネル５０は、前面基板１側の維持電極対（透明電極３、バス電極４）と背面基板２側のアドレス電極９に電圧を選択的に印加することで、複数の放電セルの内の所望の放電セルに放電を起こす。本放電により真空紫外線が発生し、発生した真空紫外線が各色の蛍光膜１２を励起することで赤、緑、青の発光を生じ、色表示が行われる。

このようにプラズマディスプレイパネル５０は、前面基板１と、それと対向して設けられた背面基板２と、前面基板１と背面基板２との間のギャップによって構成される放電空間１５と、放電空間１５を形成する隔壁１１と、放電空間１５と接する蛍光膜１２と、前面基板１に設けられた透明電極３、バス電極４と、放電空間１５に封入された放電ガスとを有する放電セルを備えている。

ここで、放電空間１５の形状について、図２を用いて説明する。図２は図１の領域Ａを平面視した図である。放電空間１５を平面視すると、長方形と三角形と組み合わせた五角形である。この形状により、放電空間１５は上部の体積に比べて下部の体積が小さくなっている。この形状により、プラズマディスプレイパネル内部への入射光の反射を低減することができる。詳細について図３〜図４を参照して説明する。

図３は本発明者らが検討したプラズマディスプレイパネル５０’の要部を模式的に示す斜視図である。なお、図３では、構造を分かり易くするため、前面基板を背面基板から離して図示している。図４（ａ）は図３のＢ−Ｂ’断面の断面図である。図３および図４に示したプラズマディスプレイパネル５０’の放電空間１５’の幅（ｘ軸方向の長さ）は、ほぼ一定であり、放電空間１５’の上部の体積と下部の体積はほぼ等しい。

図４には、パネル外から入射する外光及び外光の反射光が図示してある。外光はパネル上方向より入射するとし、入射角をθとする。入射光ＯＬは、蛍光膜１０によって拡散反射する。この反射光ＲＬのｙ軸方向の強度分布を測定した結果が図４（ｂ）である。この図４（ｂ）より、放電空間上部の反射光の強度が低く、低放電空間下部の反射光の強度が高いことが分かる。放電空間上部の反射光の強度が低い理由は、放電空間上部には隔壁１１によってできる影があるためである。影の長さＬは、Ｌ＝Ｈ×ｔａｎθによって計算できる。Ｈは隔壁１１の高さである。

入射角は、ＪＥＩＴＡ規格によると３０度から６０度の間である。このとき、影の長さＬは、隔壁１１の高さの０．５８倍から１．７３倍となる。隔壁１１の高さが８０μｍから１５０μｍとすると、影の長さＬは４６μｍから２６０μｍとなる。また、プラズマディスプレイパネルと照明との配置から、入射角は、３５度から４５度の間となる場合が多い。このとき、影の長さＬは、隔壁１１の高さの０．７倍から１．０倍となる。隔壁１１の高さが８０μｍから１５０μｍとすると、影の長さＬは５６μｍから１５０μｍとなる。

本発明の放電空間１５の形状は、図１および図２に示したように概略長方形と概略三角形を組み合わせた五角形とする。この形状により、隔壁１１の影となっている領域の縮小せず、隔壁１１の影となっていない領域を低減できる。隔壁１１の影となっていない領域を低減することで、図４（ｂ）に示すように反射光を低減できる。これによりプラズマディスプレイパネル５０において、高い明室コントラストを実現できる。

（実施の形態２）
本実施の形態では、図１および図２に示したプラズマディスプレイパネル５０の放電空間とは異なる形状の放電空間をもつプラズマディスプレイパネルについて説明する。図５の（ａ）〜（ｄ）は、それぞれプラズマディスプレイパネル６０、７０、８０、９０の放電空間の形状を説明する図であり、ｘｙ平面の模式図である。これらのプラズマディスプレイパネル６０、７０、８０、９０においても放電空間下部の反射光の強度が大きい領域の面積を低減することが可能であり、反射光の強度は低減する。これによりプラズマディスプレイパネル６０、７０、８０、９０において高い明室コントラストを実現できる。

（実施の形態３）
本実施の形態では、前記実施の形態１で示したプラズマディスプレイパネル５０を用いたプラズマディスプレイ装置について説明する。なお、前記実施の形態２で示したプラズマディスプレイパネル６０、７０、８０、９０を用いた場合も同様であるので、それらを用いたプラズマディスプレイ装置についての説明は省略する。

図６は、本実施の形態における面放電交流駆動型のプラズマディスプレイ装置１００の構成を示す説明図である。プラズマディスプレイ装置１００は、アドレス電極９、バス電極４を有するプラズマディスプレイパネル５０と、アドレス電極９に電圧を印加するためのアドレス駆動回路１０１と、バス電極に電圧を印加する走査・維持パルス出力回路１０２および維持パルス出力回路１０３と、これらの出力回路を制御する駆動制御回路１０４と、入力信号の処理を行う信号処理回路１０５とを備えている。また、プラズマディスプレイ装置１００は、プラズマディスプレイパネル５０などに電力を供給する駆動電源１０６と映像信号を生成する映像源１０７を備えている。

プラズマディスプレイ装置１００は、前記実施の形態１で示した製造方法によってプラズマディスプレイパネル５０が完成した後、プラズマディスプレイパネル５０の電極とフレキシブル基板とを異方性導電フィルムによって接合する。その後、プラズマディスプレイパネル５０の放熱性を良くするために例えばアルミニウムなどの板が取り付けられ、この板の上に、駆動電源１０６やアドレス駆動回路１０１などの駆動回路が組み込まれ、プラズマディスプレイモジュールが完成する。その後、さらに検査などを行い、外装ケースを取り付けることによって、プラズマディスプレイ装置１００が完成する。

このように前記実施の形態１で示したプラズマディスプレイパネル５０を用いることによって、明室コントラストの高いプラズマディスプレイ装置１００を実現することができる。

以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。

本発明は、プラズマディスプレイパネルおよびプラズマディスプレイ装置の製造に幅広く利用できる。

本発明の一実施の形態におけるプラズマディスプレイパネルの要部を模式的に示す斜視図である。 図１の背面板２の領域Ａのｘｙ平面の模式図である。 本発明者らが検討したプラズマディスプレイパネルの要部を模式的に示す斜視図である。 （ａ）図３のＢ−Ｂ’線の断面図である。（ｂ）反射光の強度の図である。 プラズマディスプレイパネル６０、７０、８０、９０の放電空間の形状を説明する図である。 本発明の一実施形態におけるプラズマディスプレイ装置の構成を示す説明図である。

符号の説明

１ 前面基板
１ａ ガラス基板
２ 背面基板
２ａ ガラス基板
３ 透明電極
４ バス電極
７ 誘電体層
８ 保護膜
９ アドレス電極
１０ 誘電体層
１１ 隔壁
１２ 蛍光膜
１５、１５’ 放電空間
１６ ブラックマトリクス
５０、５０’、６０、７０、８０、９０ プラズマディスプレイパネル
１００ プラズマディスプレイ装置
１０１ アドレス駆動回路
１０２ 走査・維持パルス出力回路
１０３ 維持パルス出力回路
１０４ 駆動制御回路
１０５ 信号処理回路
１０６ 駆動電源
１０７ 映像源
ＯＬ 入射光
ＲＬ 反射光

Claims (12)

1. 放電空間と、
   前記放電空間と接する蛍光膜と、
   前記放電空間を区画する隔壁と、
   前記放電空間に封入され、放電により紫外線を放射するガスと、を有する放電セルと、を備えたプラズマディスプレイパネルであって、
   前面基板および背面基板を有し、
   前記蛍光膜に用いられる蛍光体による発光が通過して表示面となる方を前面基板、表示面とならない方を背面基板とし、
   前記前面基板と前記背面基板は、共にｘｙ平面を有し、ｚ方向に厚さを有し、
   前記前面基板は、ガラス基板上に維持放電電極を有し、
   前記維持放電電極は、透明電極とバス電極で構成され、
   前記透明電極および前記バス電極はｘ方向に延在して設けられ、
   前記背面基板は、ガラス基板上にアドレス電極を有し、
   前記アドレス電極は、前記透明電極および前記バス電極と立体交差するようにｙ方向に延在して設けられ、
   前記プラズマディスプレイパネルの上下方向がｙ方向となり、
   前記プラズマディスプレイパネルの上方向が画像表示面での上方向となり、
   前記プラズマディスプレイパネルの前面から見たとき、前記放電空間を前記アドレス電極の延在方向で２分した場合の上部の面積よりも前記放電空間を前記アドレス電極の延在方向で２分した場合の下部の面積が小さく、
   前記プラズマディスプレイパネルの前面から見たとき、前記放電空間の上部が概略長方形であり、
   前記プラズマディスプレイパネルの前面から見たとき、前記放電空間の下部が概略三角形であることを特徴とするプラズマディスプレイパネル。
2. 請求項１記載のプラズマディスプレイパネルであって、
   前記長方形の上下方向の辺の長さが隔壁高さの０．５８倍から１．７３倍であることを特徴とするプラズマディスプレイパネル。
3. 請求項１記載のプラズマディスプレイパネルであって、
   前記長方形の上下方向の辺の長さが隔壁高さの０．７倍から１．０倍であることを特徴とするプラズマディスプレイパネル。
4. 請求項１記載のプラズマディスプレイパネルであって、
   前記長方形の上下方向の辺の長さが４６μｍから２６０μｍであることを特徴とするプラズマディスプレイパネル。
5. 請求項１記載のプラズマディスプレイパネルであって、
   前記長方形の上下方向の辺の長さが５６μｍから１５０μｍであることを特徴とするプラズマディスプレイパネル。
6. 請求項１記載のプラズマディスプレイパネルであって、
   前記下部が概略三角形であることを特徴とするプラズマディスプレイパネル。
7. 請求項１記載のプラズマディスプレイパネルであって、
   前記長方形の上下方向の辺の長さが隔壁高さの０．５８倍から１．７３倍であることを特徴とするプラズマディスプレイパネル。
8. 請求項１記載のプラズマディスプレイパネルであって、
   前記長方形の上下方向の辺の長さが隔壁高さの０．５８倍から１．７３倍であることを特徴とするプラズマディスプレイパネル。
9. 請求項１記載のプラズマディスプレイパネルであって、
   前記長方形の上下方向の辺の長さが隔壁高さの０．７倍から１．０倍であることを特徴とするプラズマディスプレイパネル。
10. 請求項１記載のプラズマディスプレイパネルであって、
    前記長方形の上下方向の辺の長さが４６μｍから２６０μｍであることを特徴とするプラズマディスプレイパネル。
11. 請求項１記載のプラズマディスプレイパネルであって、
    前記長方形の上下方向の辺の長さが５６μｍから１５０μｍであることを特徴とするプラズマディスプレイパネル。
12. 請求項１乃至１１に記載のプラズマディスプレイパネルのうちいずれか一つを備えた画像表示装置。

Images